(57)【要約】【課題】塗膜の厚さが薄くても、断熱効果を発揮する断熱塗料、を提供する。【解決手段】顔料として、シリサイド粒子３を含有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
顔料として、シリサイド粒子を含有する、断熱塗料。
【請求項２】
前記シリサイド粒子が、熱や光を電気エネルギーに変化させる機能を有する材料を含む、請求項１に記載の断熱塗料。
【請求項３】
前記シリサイド粒子が、Ｓｉと金属との化合物シリサイドを含む、請求項１に記載の断熱塗料。
【請求項４】
前記シリサイド粒子が、シリサイド半導体を含む、請求項１に記載の断熱塗料。
【請求項５】
前記シリサイド粒子が、光電変換素子用半導体を含む、請求項１に記載の断熱塗料。
【請求項６】
前記シリサイド粒子が、β−ＦｅＳｉ２を含む、請求項１に記載の断熱塗料。
【請求項７】
前記シリサイド粒子の平均粒子径が、約１μｍ以上約１００μｍ以下である、請求項１〜６のいずれかに記載の断熱塗料。
【請求項８】
材料の表面に形成する塗膜の膜厚を、約５μｍ以上約１００μｍ以下の厚さとして使用する、請求項１〜７のいずれかに記載の断熱塗料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱塗料に関し、特に、塗膜の厚さが薄くても、断熱効果を発揮する断熱塗料に関する。
【背景技術】
【０００２】
断熱塗料としては、可視光で吸収し近赤外領域で反射する顔料及び／または中空粒子を含有する、舗装面用遮熱塗料や、酸化チタン顔料を含有する遮熱性塗料や、セラミックのバブルと、塗膜形成後にバブルを稠密積層配列させる構造保持剤（長鎖アクリルアミド、酸化ポリエチレンワックス及び有機ベントナイトの群から選択される少なくとも一種と、シリカ粒子）とを含有する遮熱性塗料や、中空プラスチックを含有する断熱塗料組成物や、再乳化型粉末樹脂と、粒子径１０〜１０００μｍのアルミナシリケートバルーンと、セメントとを含有する粉末状組成物に、水を使用時に配合し水分散することを特徴とする断熱塗料や、下塗り塗料と仕上げ塗料とからなり、下塗り塗料が、ゴム発泡体骨材とポリオレフィン系樹脂エマルジョンとを混合して成り、仕上げ塗料が高反射性骨材とアクリル系樹脂エマルジョンとを混合して成り、下塗り塗料の塗布層上に仕上げ塗料を塗布して、積層複合体塗装体を形成せしめるようにした断熱性塗料が、既に、提案されている。
【特許文献１】特開２００５−２３２７７号公報
【特許文献２】特開２００４−２７２４１号公報
【特許文献３】特開２００４−１０９０３号公報
【特許文献４】特開２００５−１２５３１５号公報
【特許文献５】特開２００１−３４８５３０号公報
【特許文献６】特開２０００−１８６２３９号公報
【特許文献７】特開平１１−２２８８６３号公報
【特許文献８】特開平５−４０７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の断熱塗料は、可視光で吸収し近赤外領域で反射する顔料や、セラミック又はプラスチックの中空粒子や、ゴム発泡体骨材等の熱伝導率の低い顔料を含有させたものであり、断熱効果は、熱伝導率×厚さによって得られるために、断熱効果を得るためには、塗膜を厚くしなければならない、という問題がある。
【０００４】
また、従来の断熱塗料は、断熱効果を得るためには、塗膜を厚くしなければならない、という問題があるので、舗装面用や、建築物外装面用、プラスチック部品の表面や、金属部品の表面に、塗膜を薄く形成した場合であっても、十分な断熱効果が得られる断熱塗料の開発が、長年、望まれていた。
【０００５】
本発明は、以上のような問題を解決するためになされたものであって、特に、舗装面用や、建築物外装面用、プラスチック部品の表面や、金属部品の表面に、塗膜を薄く形成した場合であっても、十分な断熱効果が得られる断熱塗料を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の断熱塗料は、顔料として、シリサイド粒子を含有する。
【０００７】
請求項２に記載の断熱塗料は、請求項１に記載の断熱塗料の、シリサイド粒子が、熱や光を電気エネルギーに変化させる機能を有する材料を含む。
【０００８】
請求項３に記載の断熱塗料は、請求項１に記載の断熱塗料の、シリサイド粒子が、Ｓｉと金属との化合物シリサイドを含む。
【０００９】
請求項４に記載の断熱塗料は、請求項１に記載の断熱塗料の、シリサイド粒子が、シリサイド半導体を含む。
【００１０】
請求項５に記載の断熱塗料は、請求項１に記載の断熱塗料の、シリサイド粒子が、光電変換素子用半導体を含む。
【００１１】
請求項６に記載の断熱塗料は、請求項１に記載の断熱塗料の、シリサイド粒子が、β−ＦｅＳｉ２を含む。
【００１２】
請求項７に記載の断熱塗料は、請求項１〜６のいずれかに記載の断熱塗料の、シリサイド粒子の平均粒子径が、約１μｍ以上約１００μｍ以下である。
【００１３】
本発明に係る断熱塗料では、シリサイド粒子の平均粒子径は、約１μｍ以上約５０μｍ以下であることが、更に、好ましい。
【００１４】
これは、シリサイド粒子の平均粒子径は、約１μｍ未満であっても良いが、約１μｍ未満のシリサイド粒子は製造するのにコストがかかること、また、シリサイド粒子の粒子径が、約１００μｍを超えると、薄膜の塗装面を形成するのが困難になるからである。
【００１５】
尚、製造のし易さを考慮した場合には、シリサイド粒子の粒子径は、約５μｍ以上約１００μｍ以下であり、約５μｍ以上約５０μｍ以下であることが更に好ましい。
【００１６】
請求項８に記載の断熱塗料は、請求項１〜７のいずれかに記載の断熱塗料を、材料の表面に形成する塗膜の膜厚を、約５μｍ以上約１００μｍ以下の厚さとして使用する。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の断熱塗料は、顔料として、シリサイド粒子を含有しているので、光や熱を電気エネルギーに変換することで、塗装面の温度上昇を防止する。
【００１８】
即ち、請求項１に記載の断熱塗料は、シリサイド粒子を含有しているので、光や熱を電気エネルギーに変換することで、塗装面の温度上昇を防止することができる分、従来の断熱塗料に比べ、塗膜を薄く形成した場合であっても、十分な断熱効果が得られる。
【００１９】
請求項２に記載の断熱塗料は、請求項１に記載の断熱塗料の、顔料として用いる、シリサイド粒子をその機能から規定するものであり、請求項３に記載の断熱塗料は、請求項１に記載の断熱塗料の、顔料として用いる、シリサイド粒子を、材料から規定するものであり、請求項４に記載の断熱塗料は、請求項１に記載の断熱塗料の、顔料として用いる、シリサイド粒子を、機能材料として規定するものであり、請求項５に記載の断熱塗料は、請求項１に記載の断熱塗料の、顔料として用いる、シリサイド粒子を、更に特定的な機能材料として規定するものであり、また、請求項６に記載の断熱塗料は、請求項１に記載の断熱塗料の、顔料として用いる、シリサイド粒子を、具体的な材料として規定するものであり、いずれも、顔料として用いる材料が、光や熱を電気エネルギーに変換することで、塗装面の温度上昇を防止する。
【００２０】
即ち、請求項２〜６のいずれかに記載の断熱塗料は、いずれも、顔料として用いる材料が、光や熱を電気エネルギーに変換することで、塗装面の温度上昇を防止することができる分、従来の断熱塗料に比べ、材料の表面に、塗膜を薄く形成した場合であっても、十分な断熱効果が得られる。
【００２１】
請求項７に記載の断熱塗料では、シリサイド粒子の平均粒子径を、約１μｍ以上約１００μｍ以下の範囲としているので、材料の表面に、塗膜を薄く形成できる。
【００２２】
請求項８に記載の断熱塗料は、顔料として用いる材料中に、光や熱を電気エネルギーに変換する材料を含んでいるので、材料の表面に、塗膜を薄く形成した場合であっても、十分な断熱効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係る断熱塗料の一例を、更に詳しく説明する。
【００２４】
本発明に係る断熱塗料は、少なくとも、顔料として、シリサイド粒子を含有しておれば良く、油性塗料であっても、水性塗料であっても良い。
【００２５】
本発明に係る断熱塗料は、塗膜形成主要素を含む。
【００２６】
塗膜形成主要素は、原色剤（樹脂、油脂）（ビヒクル）と、顔料とを含む。
【００２７】
原色剤（樹脂、油脂）（ビヒクル）としては、油脂系（例えば、アマニ油、大豆油、ボイル油等）であってもよく、天然樹脂系（例えば、エステルガムを主体とした油ワニス）であってもよく、合成樹脂系（例えば、フタル酸樹脂、フェノール樹脂、塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂、塩化ゴム系樹脂）であってもよく、また、これら以外のもの（例えば、ニトロセルロース）であってもよい。
【００２８】
顔料は、本発明に係る断熱塗料にとって、重要な技術的構成要素である。
【００２９】
即ち、本発明に係る断熱塗料は、顔料として、シリサイド粒子を含有する。
【００３０】
シリサイド粒子は、熱や光を電気エネルギーに変化させる機能を有する材料を含む。
【００３１】
また、シリサイド粒子は、Ｓｉと金属との化合物シリサイドを含む。
【００３２】
また、シリサイド粒子は、シリサイド半導体を含む。
【００３３】
また、シリサイド粒子は、光電変換素子用半導体を含む。
【００３４】
また、シリサイド粒子は、β−ＦｅＳｉ２を含む。
【００３５】
このようなシリサイド粒子（熱や光を電気エネルギーに変化させる機能を有する材料、Ｓｉと金属との化合物シリサイド、光電変換素子用半導体、β−ＦｅＳｉ２）は、以下の場合に限定されることはないが、例えば、焼結法や、液晶成長方法、エピタキシャル成長法等によって製造したものを、粉砕及び分粒することによって得ることができる。
【００３６】
また、シリサイド粒子の粒子径は、特に以下の場合に限定されることはないが、製造の容易性や、材料の表面に形成する塗膜の厚さを薄くするためや、塗料中の分散性を考慮した場合には、平均粒子が、約１μｍ以上約１００μｍ以下であることが好ましく、また、約１μｍ以上約５０μｍ以下であることが更に好ましい。
【００３７】
尚、製造のし易さを考慮した場合には、シリサイド粒子の粒子径は、約５μｍ以上約１００μｍ以下であり、約５μｍ以上約５０μｍ以下であることが尚一層好ましい。
【００３８】
また、顔料中には、シリサイド粒子（熱や光を電気エネルギーに変化させる機能を有する材料、Ｓｉと金属との化合物シリサイド、光電変換素子用半導体、β−ＦｅＳｉ２）を含有している限り、他の成分、例えば、着色顔料（例えば、チタン、亜鉛華、アゾ系顔料、弁柄、黄鉛、ハンザエロー、カーボンブラック、フタロシャニンブルー酸化鉄黒、マイカ、アルミニウム粉等）や、さび止め顔料（例えば、鉛丹、シアナミド鉛、亜鉛末、亜酸化鉛ジンククロメート、リン酸塩等）や、体質顔料（例えば、炭酸カルシウム、硫酸バリウム等）を含んでいてもよい。
【００３９】
また、本発明に係る断熱塗料は、必要により、塗膜形成主要素以外の成分として、塗膜形成副要素（一般には、添加剤（例えば、ドライヤー、沈殿防止剤、皮張防止剤等））を含んでいてもよい。
【００４０】
また、本発明に係る断熱塗料は、必要により、塗膜形成主要素以外の成分として、塗膜形成助要素（一般には、溶剤（例えば、トルエン（トルオール）、キシレン（キシロール）、エタノール、酢酸ブチル等））を含んでいてもよい。
【００４１】
また、本発明に係る断熱塗料は、顔料中には、シリサイド粒子（熱や光を電気エネルギーに変化させる機能を有する材料、Ｓｉと金属との化合物シリサイド、光電変換素子用半導体、β−ＦｅＳｉ２）を含有している限り、珪素単体、二酸化珪素及び／又は炭化珪素等を含んでいてもよい。
【００４２】
また、本発明に係る断熱塗料は、顔料中には、シリサイド粒子（熱や光を電気エネルギーに変化させる機能を有する材料、Ｓｉと金属との化合物シリサイド、光電変換素子用半導体、β−ＦｅＳｉ２）を含有していればよく、塗料として使用する際に、水を使用し、水分散するようにした塗料であってもよく、また、可視光で吸収し近赤外領域で反射する顔料及び／または中空粒子を含有するようにしたものであってもよい。
【００４３】
次に、本発明に係る断熱塗料の一例を実験に基づいて説明する。
【００４４】
表１に、その組成を示す、試料１、試料２、試料３、試料４及び試料５を準備した。
【００４５】
実験に用いた、シリサイド粒子は、外観が、黒色の粉末であり、Ｓｉを９７．８％含有しており、融点が、１，４２０℃であり、真比重が、２．３２であり、また、カサ比重が、０．５８ｇ／ｃｍ３であった。
【００４６】
また、シリサイド粒子として、その粒径が、約５μｍ以上約１００μｍ以下の範囲にあるものを用いた。
【００４７】
尚、試料５は、本発明に係る断熱塗料にとって、重要な技術的構成要素である、シリサイド粒子（熱や光を電気エネルギーに変化させる機能を有する材料、Ｓｉと金属との化合物シリサイド、光電変換素子用半導体、β−ＦｅＳｉ２）を含有していないものであり、比較例を示している。
【００４８】
【表１】
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試料１、試料２、試料３、試料４及び試料５の各々を、金属板（ブリキ）の表面に塗布し、１６０℃で３０分間、焼付け乾燥し、膜厚が、約２０μｍ以上約３０μｍ以下の範囲になるものを用意した。
【００４９】
次に、試料１、試料２、試料３、試料４及び試料５の各々の塗装が施された表面から５ｃｍ離れた所に、熱風照射手段（ブロア）を設置し、試料１、試料２、試料３、試料４及び試料５の各々の塗装が施された表面に対し、同じ条件で熱風（１００℃）を吹きつけ、試料１、試料２、試料３、試料４及び試料５の各々の塗装が施されていない表面（裏面）の温度を、経時的に、測定した。
【００５０】
結果を、図１に示す。
【００５１】
図１の結果から、顔料中に、シリサイド粒子（熱や光を電気エネルギーに変化させる機能を有する材料、Ｓｉと金属との化合物シリサイド、光電変換素子用半導体、β−ＦｅＳｉ２）の含有量が多くなるのに比例して、断熱効果が大きくなることが明らかになった。
【００５２】
また、同様の実験を断熱塗料中に顔料として配合するシリサイド粒子の配合割合を種々変えて実験した結果、特に、以下の場合には、限定されないが、断熱塗料中に配合する、シリサイド粒子の配合割合は、断熱塗料の断熱機能を十分に発揮させるためには、顔料として配合する、シリサイド粒子（熱や光を電気エネルギーに変化させる機能を有する材料、Ｓｉと金属との化合物シリサイド、光電変換素子用半導体、β−ＦｅＳｉ２）は、断熱塗料全体（重量）に対し、約１重量％以上約６０重量％以下であることが好ましく、更に好ましくは、約３重量％以上約４０重量％以下である。
【００５３】
更に、断熱塗料の塗料としての機能を考慮した場合は、断熱塗料全体（重量）に対して、顔料として配合するシリサイド粒子（熱や光を電気エネルギーに変化させる機能を有する材料、Ｓｉと金属との化合物シリサイド、光電変換素子用半導体、β−ＦｅＳｉ２）の配合割合は、約１重量％以上約３０重量％以下であることが好ましく、また、断熱塗料としての機能と断熱作用等を考慮すると、断熱塗料全体（重量）に対する、顔料として配合する、シリサイド粒子（熱や光を電気エネルギーに変化させる機能を有する材料、Ｓｉと金属との化合物シリサイド、光電変換素子用半導体、β−ＦｅＳｉ２）の配合割合は、約３重量％以上約２０重量％以下である。
【００５４】
図２、図３及び図４は、本発明に係る断熱塗料の作用効果を示す図である。
【００５５】
まず、図２に示すように、本発明に係る断熱塗料１を材料２の表面に薄膜（例えば、約５μｍ以上約１００μｍ以下）に形成する。
【００５６】
尚、図２中、３で示す部材は、本発明に係る断熱塗料の技術的特徴要素である、顔料中の、シリサイド粒子（熱や光を電気エネルギーに変化させる機能を有する材料、Ｓｉと金属との化合物シリサイド、光電変換素子用半導体、β−ＦｅＳｉ２）を模式的に示している。
【００５７】
顔料中の、シリサイド粒子（熱や光を電気エネルギーに変化させる機能を有する材料、Ｓｉと金属との化合物シリサイド、光電変換素子用半導体、β−ＦｅＳｉ２）は、図２に示すように、熱や光を受けると、ポテンシャルエネルギーの上昇（励起）が生じる。
【００５８】
即ち、本発明に係る断熱塗料は、図３に示すように、顔料中の、シリサイド粒子（熱や光を電気エネルギーに変化させる機能を有する材料、Ｓｉと金属との化合物シリサイド、光電変換素子用半導体、β−ＦｅＳｉ２）は、図２に示すように、熱や光を受けると、ポテンシャルエネルギーの上昇（励起）が生じると、自由電子が発生し、自由電子が大気中に放出されるという現象が生じる。
【００５９】
即ち、本発明に係る断熱塗料は、熱や光が電流となり、電子が大気中に放出されるという現象が生じ、材料（この例では、ブリキ）に対する断熱効果を発揮する。
【００６０】
以上、詳細に説明した通り、本発明に係る断熱塗料は、顔料として、シリサイド粒子（熱や光を電気エネルギーに変化させる機能を有する材料、Ｓｉと金属との化合物シリサイド、光電変換素子用半導体、β−ＦｅＳｉ２）を含有しているので、光や熱を電気エネルギーに変換することで、塗装面の温度上昇を防止することができる。
【００６１】
即ち、本発明に係る断熱塗料は、シリサイド粒子（熱や光を電気エネルギーに変化させる機能を有する材料、Ｓｉと金属との化合物シリサイド、光電変換素子用半導体、β−ＦｅＳｉ２）を含有しているので、光や熱を電気エネルギーに変換することで、塗装面の温度上昇を防止することができる分、従来の断熱塗料に比べ、塗膜を薄く形成した場合であっても、十分な断熱効果が得られる。
【００６２】
また、本発明に係る断熱塗料では、シリサイド粒子（熱や光を電気エネルギーに変化させる機能を有する材料、Ｓｉと金属との化合物シリサイド、光電変換素子用半導体、β−ＦｅＳｉ２）の平均粒子径を、約１μｍ以上約１００μｍ以下の範囲（より好ましくは、約１μｍ以上約５０μｍ以下の範囲である。）としているので、材料の表面に、塗膜を薄く形成できる。
【００６３】
また、図１の結果から明らかなように、本発明に係る断熱塗料は、顔料として用いる材料中に、光や熱を電気エネルギーに変換する材料を含んでいるので、材料の表面に、塗膜を薄く形成した場合であっても、十分な断熱効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明に係る断熱塗料は、顔料として用いる材料中に、光や熱を電気エネルギーに変換する材料を含んでいるので、材料の表面に、塗膜を薄く形成した場合であっても、十分な断熱効果が得られる。
【００６５】
従って、本発明に係る断熱塗料は、材料の表面に、塗膜を薄く形成した場合であっても、十分な断熱効果を必要とする材料の表面に使用する断熱塗料として、産業上の利用可能性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】試料１、試料２、試料３、試料４及び試料５（比較例）の各々の断熱効果を経時的に測定した結果を示す、温度−時間相関図である。
【図２】本発明に係る断熱塗料を材料の表面に薄膜に形成した状態を摸式的に示す図である。
【図３】本発明に係る断熱塗料の顔料中に含まれるシリサイド粒子（熱や光を電気エネルギーに変化させる機能を有する材料、Ｓｉと金属との化合物シリサイド、光電変換素子用半導体、β−ＦｅＳｉ２）が、光や熱を受けた状態を摸式的に説明する図である。
【図４】本発明に係る断熱塗料の作用効果を摸式的に示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  材料
２  断熱塗料
３  顔料中の、シリサイド粒子（熱や光を電気エネルギーに変化させる機能を有する材料、Ｓｉと金属との化合物シリサイド、光電変換素子用半導体、β−ＦｅＳｉ２）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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